Naukowcy odkryli ogromną chmurę molekularną bardzo blisko Ziemi

Zdjęcie: Thomas Müller (HdA/MPIA)/Thavisha Dharmawardena (NYU)

Chmura gazu, nazwana Eos na cześć greckiej bogini świtu, wydawałaby się ogromna na nocnym niebie, gdyby była widoczna gołym okiem. Jak donieśli badacze w poniedziałkowym wydaniu czasopisma Nature Astronomy, ma szerokość odpowiadającą około 40 Księżycom i masę około 3400 razy większą od masy Słońca. 

„W astronomii widzieć to, czego wcześniej nie widzieliśmy, zazwyczaj oznacza zaglądać głębiej za pomocą coraz czulszych teleskopów — wykrywać mniejsze planety, bardziej odległe galaktyki” – powiedział współautor badania, astrofizyk Thomas Haworth z Queen Mary University w Londynie.

„A tymczasem ta rzecz znajdowała się na naszym kosmicznym podwórku, a my po prostu ją przegapiliśmy” - dodał.

Chmury molekularne składają się z gazu i pyłu, w których mogą tworzyć się cząsteczki wodoru i tlenku węgla. Gęste skupiska w obrębie tych chmur mogą zapadać się, dając początek młodym gwiazdom. 

Zazwyczaj naukowcy wykrywają takie chmury za pomocą obserwacji radiowych i w podczerwieni, wychwytując charakterystyczny sygnał chemiczny tlenku węgla – wyjaśnił Haworth. 

„Zwykle szukamy tlenku węgla – jednej cząsteczki węgla połączonej z atomem tlenu – który bardzo łatwo emituje światło w długościach fal, jakie potrafimy wykryć” powiedział. „Tlenek węgla jest jasny i mamy mnóstwo urządzeń, które bez problemu go wychwycą.”

Jednak Eos umknęła wcześniejszym odkryciom, mimo że znajduje się najbliżej Ziemi ze wszystkich znanych chmur molekularnych. Powodem jest jej bardzo niska zawartość tlenku węgla, przez co nie emituje ona typowego sygnału, który zwykle jest wykorzystywany w detekcji — tłumaczą badacze. Kluczem do odkrycia było szukanie ultrafioletowego światła emitowanego przez wodór w tej chmurze. 

„Udało nam się ją dostrzec tylko dlatego, że użylismy innego „koloru" światła” dodał Haworth.

Okno do tworzenia się Układu Słonecznego

Haworth i jego współpracownicy odkryli Eos analizując dane zebrane przez spektrograf ultrafioletu FIMS-SPEAR, który działał jako urządzenie pomiarowe na pokładzie koreańskiego satelity STSAT-1.

Dane zostały przekazane do publicznej wiadomości w 2023 roku, kiedy to główna autorka badania, Blakesley Burkhart, profesor nadzwyczajna na Wydziale Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Rutgersa, natknęła się na nie. 

Spektrograf rozkłada światło dalekiego ultrafioletu emitowane przez materiał na poszczególne długości fal – podobnie jak pryzmat rozszczepia światło widzialne – tworząc widmo, które naukowcy mogą szczegółowo analizować. 

„Jest to pierwszy w historii obłok molekularny odkryty poprzez bezpośrednie poszukiwanie emisji dalekiego ultrafioletu wodoru molekularnego” - powiedział Burkhart w komunikacie prasowym. „Dane pokazały świecące cząsteczki wodoru wykryte poprzez fluorescencję w dalekim ultrafiolecie. Ta chmura dosłownie świeci w ciemności”. 

Bliskość chmury molekularnej względem Ziemi zapewnia wyjątkową okazję do zbadania, w jaki sposób tworzą się układy słoneczne, powiedział Burkhart. 

„Odkrycie Eos było przełomowe, ponieważ możemy teraz bezpośrednio zmierzyć, jak obłoki molekularne formują się i dysocjują oraz jak galaktyka zaczyna przekształcać gaz i pył międzygwiazdowy w gwiazdy i planety” - powiedział Burkhart.

Astronomom wydawało się, że dobrze znają lokalizacje i właściwości chmur molekularnych w promieniu około 1600 lat świetlnych od Słońca, dlatego to  „fajne odkrycie" było naprawde sporym zaskoczeniem – powiedziała Melissa McClure, profesor nadzwyczajna na Uniwersytecie w Lejdzie w Holandii.

„Nowa chmura molekularna, Eos, znajduje się zaledwie 300 lat świetlnych stąd, czyli bliżej niż jakakolwiek znana nam wcześniej chmura” podkreśliła McClure, która nie była zaangażowana w badania. 

„To naprawdę fascynujące, że coś tak wielkiego znajdowało się tak blisko naszego układu słonecznego, a mimo to do tej pory tego nie zauważyliśmy” dodała. “To trochę tak, jakby mieszkać na przedmieściach, wśród domów i pustych działek, i nagle odkryć, że jedna z tych działek kryje ukryty podziemny bunkier.”